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隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，泄漏問題越來越受到人們的關(guān)注，為了盡可能地消除泄漏的影響，密封技術(shù)應(yīng)運而生。目前，在企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的密封方式是接觸式密封，但這種密封方式存在易發(fā)熱、壽命短、動態(tài)性能差等問題，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高性能液壓缸的性能要求。伴隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，接觸密封的種類越來越多，間隙密封形式應(yīng)運而生，得到了越來越多學(xué)者的關(guān)注。杭州那泰有限元分析公司主要應(yīng)用Fluent軟件中的UDF方法，對特殊邊界條件如運動壁面、動網(wǎng)格、滑移網(wǎng)格、動態(tài)變化壓力進(jìn)口、動態(tài)變化壓力出口、變黏度材料屬性等編程設(shè)定，對間隙密封伺服液壓缸進(jìn)行動態(tài)仿真，得出了黏度與溫度、壓力之間的關(guān)系，通過CFD有限元分析仿真得出液壓缸往復(fù)運動過程中間隙流場的特性，在考慮黏度變化時，間隙流場各種性質(zhì)的變化規(guī)律。
作為目前市場上最流行的CFD軟件，Fluent不僅擁有先進(jìn)的數(shù)值計算方法，具有強大的后處理能力，在世界范圍里得到了廣泛的應(yīng)用。該論文中的模型為一個矩形均壓，所涉及的特殊邊界條件有：運動壁面、動網(wǎng)格、滑移網(wǎng)格、動態(tài)變化壓力進(jìn)口、動態(tài)變化壓力出口、變黏度材料屬性等。對液體的黏度影響較大的因素主要有溫度和壓力。雖然在一般情況下，壓力對黏度的影響比較小，但是當(dāng)壓力很高或者壓力變化很大的情況下，壓力對黏度的影響就十分顯著。取壓黏系數(shù)λ為0.0465；溫黏系數(shù)α為0.002315；45號液壓油在常壓、40℃下的黏度取0.03979Pa•s；由于Fluent軟件中的溫度默認(rèn)為開氏溫度，因此取t0為313.5K； 常數(shù)e取2.71828。
通常情況下，液壓油的黏度會隨著流場中溫度和壓力的變化而變化，即溫黏效應(yīng)和壓黏效應(yīng)。當(dāng)液壓油溫度升高時，油的內(nèi)聚力減小，油的黏度減�。划�(dāng)液壓油壓力升高時，油的內(nèi)聚力增大，油的黏度增大&仿真模型的邊界條件為：活塞運動速度為0.4m/s；間隙流場的初始溫度和液壓油進(jìn)口溫度都為300K(即26.85℃) ；間隙流場進(jìn)口壓力為20MPa；出口壓力為2MPa；模型運動時間為4個周期，即0.4s。仿真模型都是帶有一個矩形均壓槽情況，并且考慮溫黏、壓黏效應(yīng)。
當(dāng)黏度變化時，間隙內(nèi)流場的平均溫度隨著時間逐漸升高。在活塞換向的瞬間，間隙內(nèi)流場的平均溫度的升高速度會有所減小，并且在每個單向運動時間區(qū)域內(nèi)，平均溫度的升高速度都會呈現(xiàn)出先快后慢的規(guī)律。平均溫度的這一變化是黏性耗散所引起的。由于液壓油在流動過程中，黏性摩擦力做功，將液壓油的機械能(勢能和動能)轉(zhuǎn)換成熱能，因此，間隙中流場的平均溫度會出現(xiàn)隨時間逐漸升高的趨勢。
考慮黏度變化時，間隙流場在0.4s時的壓力軸向分布所示，在0.4s時，間隙流場中的壓力都是從高壓區(qū)到低壓區(qū)，沿軸線方向逐漸減小，在均壓槽中壓力基本保持不變。間隙中從入口到均壓槽，再從均壓槽到出口處，壓力下降速度先減小后增大，這是由間隙中黏度分布造成的。當(dāng)溫度升高，液壓油黏度降低，流體阻力減小，因此液壓降減小；當(dāng)溫度降低，液壓油黏度變大，流體阻力增大，因此液壓降增大。
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